Mecanizado metales

8/9/2019 Mecanizado metales

1/176

Tecnologa de Fabricacin 2010

Curso:

Tecnologa de Fabricacin

Universidad de Montevideo


2/176


Procesos de fabricacin con

eliminacin de material

Universidad de Montevideo


3/176


Mecanizado:

Procesos Convencionales Arranque de viruta (herramientas de geometra definida)

Torneado

Fresado Taladrado

Cepillado, Limado

Roscado (macho o terraja)

Arranque de viruta por abrasin (herramientas de geometra indefinida) Rectificado

Bruido

Procesos no Convencionales Electroerosin

Mecanizado electroqumico

Laser


4/176


Proceso de reduccin de masa:

Pieza original cinscunscribe la forma final

Reduccin de masa: la masa inicial del proceso en todos los casos es superior a lade la pieza una vez finalizada

Trabajo con material en estado slido Proceso tipo primario: arranque de material por el proceso de fractura del mismo

Material excedente se elimina como desechos (rebabas, viruta, partculas)

Desechos van desde 5-10% hasta 70-80%, dependiendo de la geometra a realizar

El tipo de material que frecuentemente se procesan mediante estos procesos son:metales, maderas y plsticos (principalmente metales)

Muy utilizado pero disminuyendo su utilizacin por nuevos desarrollos(principales causas: escasez de materiales, alto costo de los materiales, reduccinde gastos, reduccin de desperdicios)

Procesos sin arranque de material aun son muy caros, por eso continan teniendouna amplia utilidad


5/176


Caractersticas de los procesos:

Los procesos de reduccin de masa se pueden Clasificar como:

Mecnicos:Fractura del material de forma dctil o frgil, dependiendo del material quese procese.La geometra final estar definida por la herramienta utilizada y el patrn demovimiento entre la pieza y la herramienta.

Ej: torneado, fresado, taladrado, esmerilado, cizallado

Qumico: disolucin o combustin del material procesado.Ej. Maquinado electroqumico, oxicorte

Trmico: microfusin del materialEj: electroerosin


6/176



7/176



8/176


Fundamentos

Mquina Herramienta (proceso de conformado con reduccin demasa con arranque de viruta):Son mquinas no portables (hay aplicaciones particulares

porttiles), operadas por una fuente de energa exterior.Conforman los materiales por: arranque de viruta, abrasin,choque, presin, tcnicas elctricas, etc. (o combinan varias deellas)

La mayora realizan dos movimientos:

* Movimiento fundamental decorte (Mc)

* Movimiento de avance (Ma)


9/176



10/176


Torneado

Proceso ms conocido y usado Reduccin de masa con arranque de viruta

Eliminacin de rebabas con una herramienta de corte Manufactura de todo tipo de geometras cilndricas y cnicas Material de trabajo gira (movimiento rotatorio movimiento de

corte) y la herramienta se desplaza longitudinalmente o

radialmente (movimiento de avance). Material de la herramienta ms duro y resistente que el material

de trabajo

Reciben energa desde un motor elctrico exterior Movimiento transmitido mediante caja de engranajes Diversidad de equipos y tamaos, hoy automticos CN


11/176



12/176


Fresado

Mismo principio de corte que el torneadoEliminacin de material se realiza mediante rebaba (tambin

llamada viruta), producidas por la interaccin de la herramientade corte con el material de trabajo Distinta maquinaria (equipo) y diferentes herramientas de corte Mayor variedad de movimientos (herramienta, pieza) que el

torneado Permite procesar piezas con geometras variadas y sin

limitaciones de revolucin como el torneado La pieza normalmente se mantiene fija La herramienta gira (movimiento de corte) y se desplaza en una o

dos dimensiones (movimiento de avance)


13/176


Fresado


14/176


Taladrado

Mismo principio de corte del metal que el torneado y fresadoEliminacin de material se realiza mediante rebaba (tambinllamada viruta), producidas por la interaccin de la herramienta de

corte con el material de trabajo Diferentes tipos de mquinas (equipos) que el torneado y el fresado

Mayor restricciones de piezas fabricadas pues nicamente se

utilizan para mecanizar agujeros Con sus limitaciones igualmente es muy utilizado, ya que la

realizacin de orificios est ampliamente difundida en aplicacionesindustriales

Habitualmente pieza se mantiene fija

La herramienta gira y se desplaza longitudinalmente

Pueden realizarse en una fresadora


15/176


Taladrado


16/176


Maquinado Electroqumico

Proceso de eliminacin de material por proceso del tiposecundario, qumico

El material se elimina por efecto qumico, combustin,disolucin electroltica

El material de trabajo es el nodo

La herramienta, que posee la forma inversa a la formadeseada, es el ctodo

El electrolito (habitualmente una solucin salina, cloruro desodio o nitrato de sodio) contribuye con la disolucin.

La tasa de eliminacin de material oscila entre 0.5 y 6cm3/min


17/176


Maquinado Electroqumico


18/176


Oxicorte

Proceso bsico del tipo secundario, qumicoEl material se elimina por el efecto qumico de combustin

Caliento material (material ferroso) hasta la temperaturaque en presencia de O2 comienza la combustin El calor liberado en la combustin es capaz de mantenerla

Las ms conocidas son: Oxi- acetileno, Oxi- GLP, Oxi-GN El Acero inoxidable no puede ser cortado ya que el O2 no

lo oxida (mismo efecto que la fundicin)


19/176


Maquinado por Electroerosin

Reductor de masa del tipo terciario, trmico

El material se elimina por efecto trmico, fusin y evaporacindel material procesado

La erosin se produce por numerosas descargas elctricas

La herramienta es un electrodo que posee una forma inversa a laforma deseada

El agente erosivo son las descargas elctricas

Pieza sumergida en material dielctrico-refrigerante (aceite), estemantiene uniforme la corriente y retira el material erosionado

Miles de chispazos por segundo Apariencia del material: numerosos y pequeos poros


20/176


Maquinado por Electroerosin


21/176


Maquinabilidad

Adaptacin de un material a los procesos de corte (fractura)

Buena o mala interaccin entre herramienta de corte y material

Se puede medir mediante:

desgaste de la herramienta

calidad superficial de la pieza

fuerza de corte

forma de la viruta

Depende de:

Propiedades mecnicas del material

Composicin qumica

Tratamiento trmico (estructura cristalina)


22/176


Maquinabilidad

Piezas con baja ductilidad y baja dureza, poseen una buenamaquinabilidad (propiedades deseables)

Aleaciones de plomo (Pb), manganeso (Mn), azufre (S),incrementan la maquinabilidad sin alterar las propiedades mecnicasde la pieza

Menor nmero de inclusiones y estructura cristalina ms homogneamejoran la maquinabilidad

Para Procesos qumicas importa composicin qumica

(Ej: oxicorte no puede ser aplicado a acero inoxidable)

Para procesos trmicos es necesario conocer las propiedadestrmicas del material (Ej conductividad)


23/176


Materiales de trabajo:

La maquinabilidad depende:

dureza del material

composicin qumica del material

tratamiento trmico del material

dureza (de 170 a 200 HB es la ptima) parmetro ms importante

A menores durezas se producen virutas continuas con protuberancias

A mayores durezas tienden a desgastar laherramienta

En estos casos se acepta la menor vida de

la herramienta o se hace un recocido y setempla nuevamente (x economa)


24/176


Materiales de trabajo:

Algunos elementos aleantes favorecen la maquinabilidad (sinafectar otras propiedades)

+ 0.2 % Azufre (ayuda a la maquinabilidad de aceros)

+ Plomo, + Telurio, + Selenio, + Bismuto (desventaja elcosto)

Un grano grueso tiene mayor maquinabilidad que los granos

finos Aceros con Carbn > 0.35% templados (estructura martensitica)

son muy difciles de maquinar


25/176


Definiciones:

Material sobrante:Se elimina mediante la herramienta de corte

Se le denomina viruta

Finalidad: obtener geometra, tolerancias, acabados superficiales deseados

Procesos de corte o maquinado precisan de 2 movimientos relativos entre

herramienta de corte y material de trabajo

Movimiento Primario: determina la velocidad de corte

Movimiento Avance: proporciona material a la zona de corte

Ej: Taladro - avance, translacin de la herramienta (avance de la torre);

- movimiento primario, giro de la herramienta


26/176


Velocidad de corte: (m/min)

Es la velocidad instantnea del movimiento primario(movimiento de corte) de la herramienta en relacin con la piezade trabajo (se mide sobre el borde de la pieza a cortar, velocidadtangencial)

Para movimientos primarios de giro:v= .d.n

d- dimetro de la pieza a cortar

n- velocidad primaria en RPM

Avance: (f) (m/revolucin) movimiento que se le da a la pieza o a la herramienta puede ser gradual o continuo

influye directamente con la remocin de la viruta se mide sobre el borde cortante


27/176



28/176


Profundidad del corte: (a)

cuanto entra la herramienta en al pieza a maquinar distancia que el borde cortante (filo) penetra por debajo de lasuperficie original de la pieza

determinar las dimensiones de la pieza (una vez maquinada)Ej: Torno:

avance axial (profundidad de corte radial) dimensiona el radio de la pieza;

avance radial (profundidad de corte axial) dimensiona el largo de la pieza

Ej: Taladrado:

avance axial profundidad de corte, avance radial (dimensiones del orificio)dimetro de la broca

Espesor de la viruta:

h1 es el espesor de la viruta en estado no deformado.Grosor de la viruta perpendicular al filo, perpendicular a ladireccin de corte

h2

espesor de la viruta despus del corte


29/176


Ancho de la Viruta: (b)

ancho de la viruta a lo largo del filo en el plano perpendicular ala direccin de corte

rea de corte:

es el producto entre el espesor de la viruta sin deformar por enel ancho de la viruta

A= h1 . b h1= f . sen k b = a /sen k

A= f . aPara herramientas de una sola punta

Tasa de eliminacin o remocin:V = A . v V = f . a . v

f- avance (mm/revolucin) a- profundidad de corte (mm)


30/176



31/176



32/176


Herramienta de corte:

Clasificacin: Conformacin Material Cantidad de filos

Clasificacin de Herramientas por su conformacinLas mismas pueden ser, independiente de su aplicacin:

Herramientas enterizas Herramientas de placas soldadas

Herramientas de placas intercambiables (muy usadasactualmente en todos los procesos)


33/176




34/176




35/176


Herramienta de corte: (Material)

La formacin de viruta implica:

altas esfuerzos locales

friccin entre herramienta y pieza desgaste

elevada temperatura

El material de la herramienta debe tener entonces: alta resistencia

alta dureza

resistencia al desgaste a altas temperaturasCuanto mayor sea la diferencia de estas propiedades con elmaterial a procesar, mayor ser la vida de la herramienta.


36/176




37/176



Teniendo en cuenta las apreciaciones anteriores, existendiferentes tipos de materiales de las herramientas, con

sus respectivas aplicaciones.

Los materiales utilizados son:

Aceros al carbono para herramientas (ACH) Aceros rpidos (AR)

Carburos cementados o simentados (CC)

Cermicas (C) Diamantes (D)

i d ( i l)


38/176



Aceros al C para herramientas: ACH aceros al carbono endurecidos, templados (porcentajes de

carbn entre 0.5 a 2%) poseen una dureza y resistencia media o baja

se utiliza como herramienta de corte para materiales suaves a

baja velocidad resistencia al desgaste bajo

temperatura mxima soportable por el filo deber ser v de avance y corte,

> ngulo de rebaje,

mejorando lubricacin)

Falso Filo


74/176



75/176

Calidad de las superficies:


76/176


Fin del maquinado es la buena calidad superficial Para especificar una calidad superficial hablamos de: ondulaciones,

orientaciones, rugosidad Ondulacin:

Amplitudes de onda mayores a 0.1 mmCausadas por deformaciones de la herramienta o por vibracin de la piezaHerramienta y pieza sujetada lo mejor posible para que esto no ocurra

Orientacin:

Direccin del padrn superficial dado por las marcas de avance de laherramienta

Rugosidad:Irregularidades espaciadas

Se define entonces: Altura mxima de la irregularidad (Rmax) es la altura entre crestas y valles Ra es el promedio de las desviaciones respecto a la lnea media

Calidad de las superficies:


77/176



78/176

Procesos de Mecanizado


79/176


Ejemplos procesos tpicos de reduccin de masa:


80/176


Proceso 1: Torneado

Proceso 2: Fresado Proceso 3: Taladrado

Proceso 4: Cepillado

Proceso 5: Limado Proceso 6: Esmerilado

Proceso 1: Torneado


81/176


Trabaja sobre materiales slidos Realiza conformaciones bidimensionales Esfuerzos cortantes Pieza (w) sujeta por mandril (c) y punta

Pieza posee mov. rotativo, herramienta (v)tiene mov. de avance (translacin de avanceaxial Ta, de avance radial Tr)

Aplicaciones:

produccin de cualquier componente cilndrico muy usado en la industria puede hacer tanto formas regulares como irregulares (rectificados, roscas,

poleas) Requisitos del material:

no para materiales demasiados duros (HB


82/176


Tipos de maquinarias:Existen varios tipos

comn revolver

de roscar (de uno o varios arboles)

automticos

control numricos

Proceso 1: Torneado


83/176


Movimiento fundamental de corte: pieza rotativo

Movimiento fundamental de avance:

herramienta rectilneo en (dos dimensiones)

Cabezal: proporciona el par necesario para:hacer girar a la pieza y producir el corte

Bancada: posee gas paralelas al eje de girode la pieza, desplazan la herramienta a lolargo de la pieza

Carros: - longitudinal, se desplaza sobre las

gas de la bancada - transversal, sedesplaza sobre el anterior y soporta la torretadel portaherramientas

Proceso 1: Torneado (exterior)


84/176


1- Cilindrado (desbastado) 2- Refrentado o frenteado

3- Capiado (hacia afuera o hacia adentro) 4- Cortes perfilados

5- Roscados

6- Tronzado

Proceso 1: Torneado (interior)


85/176


1- Cilindrado (desbastado) 2- Refrentado / Copiado

3- Perfilados 4- Roscados

Proceso 1: Torneado


86/176


Modos de sujecin de la pieza en el tornoSujeto la pieza por uno de susextremos al plato que le transmiteel movimiento (piezas noesbeltas, como viga simplemente

empotrada)Sujeto la pieza por uno de losextremos y por el otro seencuentra apoyada en un punto

(para piezas semi esbeltas, piezacomo una viga empotrada yapoyada)

Sujeto la pieza en puntos de susdos extremos, comunico elmovimiento por una mordaza(para piezas semi esbeltas, piezacomo viga doblemente apoyada)No superficie para mordaza.

Proceso 1: Torneado


87/176


Sujecin de la pieza: Entre puntos:Pieza apoyada entre punto y contrapunto, si la pieza cuenta conlos orificios pertinentes realizados colocando una mecha en el

contrapuntoEl movimiento es dado por el plato y por medio de pernos dearrastreCuando piezas muy largas secolocan dispositivos llamadoslunetas mviles para evitar laflexin


88/176

Proceso 1: Torneado


89/176


Sujecin de la pieza: Otras formas: Montaje con garra y punto (para piezas largas);

Montaje sobre plata con brida y escuadra (piezas irregulares)

Precauciones: No encender torno hasta que pieza bien sujeta Balancear plato con contrapesas cuando pieza irregular Colocar limite de maquinado a una distancia prudente del

plato para eliminar la posibilidad de que la herramienta seclave en el plato

Proceso 1: Torneado

P d f i d i


90/176


Proceso de conformacin por arranque de viruta Junto con la fresa en el equipo ms importante del taller

Pieza sometida a movimiento de rotacin, conformado por una herramienta conavance paralelo al eje de rotacin

Material de la herramienta corta material de la pieza (por eso debe ser ms dura) La herramienta se clava y el movimiento giratorio permite el corte y la

eliminacin del material

La fuerza de corte la hace el material al girar

Movimiento de corte: giro de la pieza, principal movimiento que permite el corte

Movimiento de avance: movimiento rectilneo de la herramienta a lo largo de lasuperficie de la pieza (fin es encontrar nuevo material)

Profundidad de la pasada: Movimiento que da la profundidad de la pasada(regula espesor de la viruta)

Usado para generar todo tipo de piezas de revolucin

Proceso 1: Torneado

A B d


91/176


A- BancadaB- Cabeza motrizC- PlatoD- CarroE- Punto

I- Caja de revolucin de avanceJ- Palanca de cambio de velocidadK-Inversin de avanceM-Palanca velocidad del carroN- Barra de roscarO- Palanca de barra de roscar

P- Barra de cilindrarQ-Palanca de transmisin de movimientoR- PortaherramientasS- Torretas portaherramientasT- Carro transversal

U- Soporte inferiorV- Volante para el movimiento del carroW- Barra de transmisin para cilindrarX- ContrapuntoY- Volante para avance del contrapunto

Proceso 1: Torneado


92/176


F- MotorG- PoleaH- Correa trapezoidal

I- Caja de revolucin deavanceJ- Palanca de cambio develocidad

K-Inversin de avanceL- Pin de mando plato y cajaM-Palanca velocidad del carro

N- Barra de roscar

P- Barra de cilindrarA1-Soporte para engranajes

Proceso 1: Torneado

B d


93/176


Bancada: Parte ms robusta del torno (soporte del resto de componentes)

Normalmente es de fundicin

Guas de cabezal mvil, contrapunto y carro portaherramienta

Debajo posee bandeja recoge lubricante Espacio en medio

de guas es para

tornear piezas demayor dimetro

Parte importante

ya que da precisinal maquinado

Proceso 1: Torneado

Cabezal Fijo:


94/176


Cabezal Fijo: Caja de fundicin Ubicada en el extremo izquierdo de la bancada Contiene engranajes que

transmiten el movimiento alplato y a la pieza Comnmente contiene 3rboles que combinndolos

dan 8 velocidades para unamisma velocidad del motorA- PoleaB- Engranaje de arranque suaveC- Freno de friccin para parada suaveD- Tren de engranajes


95/176

Carros:M l h i t l d l l f did d

Proceso 1: Torneado


96/176


Mueven a la herramienta, le dan el avance y la profundidad Existen tres carros diferentes (Principal, Transversal y superior) Carro principal: Desliza sobre las guas de la bancada, de movimiento

manual o automtico Carro Transversal: Desliza sobre elCarro principal, de movimiento manualo automtico

Carro superior (orientable):formado por base,charriot y

portaherramientas

Sujecin de la herramienta:

Proceso 1: Torneado


97/176


Sujecin de la herramienta: Torretas portaherramientas contienennormalmente de una a cuatro herramientas

Sujetadas por medio de tres piezas:platina, tornillo de nivelacin y tuerca de anclaje La herramienta no debe sobresalir mucho, de lo

contrario se puede generar unapalanca importante y partirse Posicin de la herramientafundamental para evitar excesivorozamiento, desgaste y rotura(reduccin de costos)

Proceso 1: Torneado

Movimiento de la herramienta:


98/176


Movimiento de la herramienta: Movimiento longitudinal de avance y transversal de profundidad Movimiento de avance, puede

ser manual (volante) o automtico Movimiento transversal, serealiza manualmente mediantevolante

Todos los movimientos tiene undispositivo de inversin demarcha que permite movimientos

en ambas direcciones


99/176

Torneado cnico:

Proceso 1: Torneado


100/176


Torneado cnico: Inclinacin de carro orientable

Taladrado: Cambio contrapunto por broca y realizo los orificios

Proceso 1: Torneado

Moleteado:


101/176


Moleteado:

Roscado:

Proceso 1: Torneado


102/176


Roscado:

Torneado

Proceso 1: Torneado


103/176


Torneadode interiores:

Tronzado:

Proceso 1: Torneado


104/176


Tronzado:

Proceso 2: Fresado

Trabaja sobre materiales slidos


105/176


j Realiza conformaciones bidimensionales

Conforma mediante esfuerzos cortantes

Pieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), que posee movimientode avance (t)

Herramienta (v) tiene movimiento primario de giro (R), (tambinpuede tener movimiento de translacin)

Aplicaciones:

Proceso 2: Fresado


106/176


Aplicaciones:

Proceso verstil de alta produccin (muchos filos cortantes)

capaz de producir distintas y variadas formas (comparteformas con el torneado, aunque mayor variedad y mejorcalidad superficial)

Requisitos del material:

dureza del material no muy alta (250


107/176


Tipos de maquinarias:

Existen varios tipos columna y codo

de banco

fresadora cepilladora

Proceso 2: Fresado


108/176



109/176

Proceso 2: Fresado

Movimientos herramienta- pieza:Movimiento fundamental de avance: es rectilneo en ambas


110/176


Movimiento fundamental de avance: es rectilneo en ambasdirecciones (efectuado por la pieza y/o por la herramientas)

Movimiento fundamental de corte: es rotativo (efectuadonicamente por la herramienta)

Proceso 2: Fresado

Fresado Frontal:Avance es perpendicular al eje de giro


111/176


Avance es perpendicular al eje de giro

La profundidad de corte es dada en direccin axial

El corte es producido por los filos perifricos El acabado superficial es producido por los filos de la cara

frontal

Proceso 2: Fresado

Fresado Perifrico:El avance es perpendicular al eje de giro


112/176


El avance es perpendicular al eje de giro

La profundidad de corte es dada en direccin radial

El corte es producido por los filos perifricos El acabado superficial es producido por el mismo filo

Proceso 2: Fresado

Fresado de Avance Axial: El avance es en direccin axial (similar al proceso de taladrado)


113/176


El avance es en direccin axial (similar al proceso de taladrado)y a posterior puede haber avance radial

La profundidad de corte es dada en direccin axial El corte es producido por los filos de la cara frontal

Generalmente se taladra hasta una profundidad y luego se avanzaradial

Proceso 2: Fresado

Fresado en oposicin (o hacia arriba)


114/176


p ( ) El sentido de movimiento es opuesto

para el corte y para el avance Espesor de corte va en aumento

Fresado en concordancia (hacia abajoo a favor) Sentidos de movimiento iguales para

el avance y para el corte El espesor de corte va disminuyendo

Proceso 2: Fresado

Husillo: lugar donde se monta la herramienta, debe producir el parnecesario para realizar el corte


115/176


Mesa: lugar donde se monta la pieza

Entre husillo y mesa se realizan movimientos en los 3 ejes.

Proceso 2: Fresado

1- Planeado


116/176


2- Planeado en escuadra

3- Escuadrado 4- Ranurado

5- Canteado

6- Alojamiento o vaciado 7- Copiados

8- Ranuras y cortes

9- Chaflanes


117/176

Proceso 2: Fresado

Alojamiento o vaciado taladro hasta una determinada profundidad, fresando


118/176


taladro hasta una determinada profundidad, fresandoposteriormente

Copiados o contornos

fresas para ranurar con

filos de cortes redondos(mecaniza formas convexas

y cncavas)

fresas de puntas esfricas

Proceso 2: Fresado

Ranuras y cortes se utilizan fresas de


119/176


se utilizan fresas de

disco en lugar de fresas

de ranurar problema la vibracin

Proceso 2: Fresado

Torno - Fresa combinacin de ambos


120/176


combinacin de ambosprocesos

una fresa rotativamecaniza una pieza quegira

aplicaciones (formasexcntricas, piezas conelementos que sobresalen,para maquinar a alta

velocidad)

Mecanizado muy utilizado para maquinado de piezas pequeas

Proceso 2: Fresado


121/176


Tiene mayor rendimiento que los dems maquinados, pues elcontacto entre la herramienta y la pieza dura nicamente unaporcin de la revolucin de la fresa

Menor fatiga de la herramienta

Menor desgaste de la herramientaMenor temperatura del filo

No se considera trabajo intermitente ya que siempre tengo

un filo en contacto con la pieza


122/176

Partes principales de la fresa: Base: generalmente de fundicin donde se apoya el conjunto del

Proceso 2: Fresado


123/176


Base: generalmente de fundicin, donde se apoya el conjunto delequipo (normalmente se fija al suelo)

Cuerpo o Montante: dimensin y forma para obtener la mayorrigidez posible. Alberga el motor y la mayora de los mecanismosde engrase y refrigeracin

La consola (carro inferior): soporte de la mesa de la mquina

La mesa: la superficie ranurada, fija la pieza a maquinar. Estaapoyada sobre dos carros (longitudinal y transversalmente).Posee un dispositivo (carro portamesa) que permite la rotacinde la misma.

El puente: puede ser utilizado como soporte para el ejeportafresa. Posee cojinetes de bronce ajustable lubricadomediante un dispositivo de engrase.

Transmisin de movimiento a la fresa: (Cadena Cinemtica)Eje principal de transmisin de movimientoCaja de cambio para el avance de la transmisin de

Proceso 2: Fresado


124/176


Caja de cambio para el avance de la transmisin demovimiento

Caja de cambio para avance e inversinTransmisin de movimientos a los mecanismos de la consolaMecanismos de los avances automticos y manuales de la mesa

La lubricacin de la cadena cinemtica puede ser:Lubricacin forzada (motobomba acoplado a la mquina,automtica, recorre los mecanismos)

Lubricacin semiautomtica (sistema de tubos, motobombaexterna)Barboteo (inmersin en bao de aceite y movimiento lubrica)

Funcionamiento del grupo porta piezasGrupo portapieza compuesto por 3 carros (consola, carro

Proceso 2: Fresado


125/176


p p p p ptransversal y mesa porta pieza)

La consola se desliza mediante manivelas a lo largo de guasverticales fijadas en el montante de la fresa

El carro transversal corre horizontalmente por medio de husilloa lo largo de guas que posee la consola

La mesa porta pieza corre horizontalmente en sentidoperpendicular al rbol porta fresa, deslizando sobre carrotransversal

El movimiento de los mismos es mediante manivela rosaca yturca, pudiendo ser accionada de forma manual o automticapor un motor externo o el motor principal de la fresa

Refrigeracin:Realizado por abundante lquido (aceite de corte)Evacua el calor provocado por el rozamiento entre pieza y herramienta

Proceso 2: Fresado


126/176


p p p yen el arranque del material

Ventajas de la refrigeracin: menor desgaste del filo de la herramienta reduccin de la viruta acumulada entre dientes mejor acabado superficial

Requisitos: elevado poder refrigerante capacidad de evitar adhesin de la viruta a la herramienta reducida viscosidad

capacidad antiespumante capacidad antioxidante y sin agentes corrosivos

Ininflamable

Sujecin de la herramienta:

Ej h t d ill d

Proceso 2: Fresado


127/176


Eje hueco atravesado por una varilla roscada

Extremo del eje portaherramientas de forma cnica

Extremo opuesto tambin roscado, fijado con tuerca o

volante

Chavetero de la herramienta calza en la herramienta y lasujeta

Centrado se realiza mediante comparador

Movimientos de la herramienta:

Existen tres tipos de movimiento de la herramienta :

Proceso 2: Fresado


128/176


p

Fresado tangencial enoposicin (Normal)

Fresado tangencial enconcordancia (equicorriente)

Fresado frontal

Proceso 2: Fresado

Fresado tangencial en oposicin (Normal)

El eje de la fresa es paralelo a la


129/176


j psuperficie de trabajo y gira en sentido

contrario al avance de la piezaEl espesor de la viruta crece al girar lafresa y avanzar la pieza, por lo que elesfuerzo cortante va creciendo.

Desventajas:Por las fuerzas, las piezas tienden a levantarse (se generanvibraciones)

Rozamiento en el inicio muy grande, desgasta mucho laherramientaSe generan ondulaciones (imperfecciones superficiales)

Fresado tangencial en concordancia (equicorriente)La fresa de eje horizontal, gira

Proceso 2: Fresado


130/176


en el mismo sentido del avance

de la piezaSe inicia el corte con la viruta ensu mximo espesor, entonces se

necesita mayor esfuerzos de corteVentajas:Fuerzas hacia abajo, elimino vibraciones

Los dientes no sufren el alto rozamiento inicialPotencia inferior por el bajo rozamientoMejor acabado superficial

Fresado frontal

El eje de la herramienta es perpendicular a la superficie de

Proceso 2: Fresado


131/176


trabajo y el espesor de la viruta arrancada es constante

En el proceso trabajan nicamente los extremos de los dientesSe puede combinar con los otros tipos de fresado obteniendofresados mixtos

Modos de sujecin de las piezas en el fresado:

Objetivos:

I ili i d l i

Proceso 2: Fresado


132/176


Inmovilizacin de la pieza

Accesibilidad de las zonas a mecanizarCapacidad de absorber los esfuerzos que se generan en elmecanizado

Tiempos de amarre y desamarre cortos

Tipos de sujecin:

1 - Sujecin con mordazas o tornillos de mquinas

2 - Sujecin con platos divisores3 - Sujecin directa sobre la mesa

4 - Sistema de sujecin modulares

1- Sujecin con mordazas o tornillos de mquinas

La pieza es sujetada por presin

Proceso 2: Fresado


133/176


Las mordazas son accionadas mecnicamente,

neumticamente o hidrulicamenteSegn los grados de libertad del movimiento podremostener:

- Mordazas fija

- Mordaza giratoria

2- Sujecin con platos divisores

El plato permite la sujecin de la pieza y posibilita el giro

Permite trabajar en diferentes orientaciones

Proceso 2: Fresado


134/176


Permite obtener los procesos de torno - fresado

La sujecin de la pieza es similar a la del torno:

- Al aire - Entre plato y punto - Entre puntos

3- Sujecin directa sobre la pieza

Se emplea para piezas grandes

L i fij di t l d b id t ill t

Proceso 2: Fresado


135/176


La pieza se fija mediante el uso de bridas, tornillos, cuas, etc

4- Sujecin sistema modular

Consta de una placa base con

agujeros y ranuras

Los elementos de sujecin estn

estandarizados (bridas)

La estandarizacin es para utilizar

sistemas CAD o automticos

Proceso 3: Taladrado

Trabaja sobre materiales slidos Realiza conformaciones bidimensionales


136/176


Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b)

Herramienta (v) tiene movimiento primario de giro (R) y

de avance (t) translacin Si taladro entornos, la piezaes la que gira


137/176


Movimientos: Fundamental de avance, rectilneo y lo hace laherramienta


138/176


herramienta

Fundamental de corte, rotativo y lo genera laherramienta tambin

El corte es continuo, estable y favorable para laherramienta.

El problema es la extraccin de viruta del orificio

Tambin puedo taladrar en tornos y en fresas


Tipos de herramientas: Broca helicoidalP l l h i t t i


139/176


Por lo general son herramientas enterizas

Las ranuras helicoidales permiten que por ella sedeslice la viruta generada desde el fondo

Los filos de corte se encuentran el el extremo inferiorde la herramienta


Tipos de herramientas: Broca no helicoidal


140/176


Por lo general herramientas de placas intercambiables o de placassoldadas

Las placas producen virutas de menores dimensiones(discontinua)

Al producirse menores virutas se facilita la extraccin de lamisma


Tipos de maquinarias:Existen varios tipos


141/176


de banco vertical

radiales

de perforaciones profundas mltiples



142/176




143/176


Depende de la versatilidad buscada los grados de libertad del taladro


Tipo de operaciones realizadas por un taladro


144/176


Proceso 4: Mecanizado por abrasivos

El proceso ms conocido es el esmerilado El conformado es tambin por arranque de viruta pero de

tamao menor


145/176


tamao menor

Comnmente conocemos la herramienta como tela deesmeril

Diferencias con los otros procesos:

n indefinido de filos cortantes

puntos de corte situados aleatoriamente

Tamao de la viruta muy pequeaAltas velocidades de corte

Muy buenos acabados superficiales


Identificacin de las telas


146/176



Identificacin de las telas


147/176



Trabaja sobre materiales slidos Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)


148/176


unidimensionales)

Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), con mov. detranslacin T

b.

Herramienta (v),

mov. de avance (Tv)


Aplicaciones:- retira material de superficies planas horizontales,

verticales o inclinadas


149/176


verticales o inclinadas

Requisitos del material:- dureza HB


150/176


Proceso 6: Limado

Trabaja sobre materiales slidos Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)


151/176


u d e s o es)

Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en la mesa (b), con mov. deavance T

b.

Herramienta (v),

mov. primario de corte

(Tv)

Proceso 6: Limado Aplicaciones: (mismas que el cepillado)

retira material de superficies planas horizontales,verticales o inclinadas

limado y cepillado se pueden sustituir por fresado


152/176


limado y cepillado se pueden sustituir por fresado

Requisitos del material: dureza HB


153/176


Proceso 7: Esmerilado Trabaja sobre materiales slidos

Conformaciones bidimensionales (pueden serunidimensionales)


154/176


Conforma mediante esfuerzos cortantesPieza (w) de trabajo se afirma en un par de puntos (p) o se afirmaa la mesa (m), con

movimiento rotatorio (R)o translacin (T).Herramienta (v),movimiento de giro (Rv)

(puede avanzar tb).

Proceso 7: Esmerilado Aplicaciones:

principalmente usado en acabados superficiales(cilndricos y planos)


155/176


actualmente con esmerilado de alta velocidad se sustituyeel fresado, torneado y cepillado

Requisitos del material:

no hay lmites de dureza una elevada ductilidad puede generar problemas

Tolerancias superficiales: muy buenas 0.001 mm (pero baja tasa de eliminacin del

material)

Proceso 7: Esmerilado

Maquinarias:

Existen varios tipos (esmeriladoras, rectificadoras)


156/176


Cilndricas

Sin punta

De superficie

Proceso 7: Esmerilado


157/176


Diseo y Automatizacin

CAD: Computer Aided Design (diseo asistido porcomputadora) solo diseo 2 y 3 D

CAE: Computer Aided Engineering (ingeniera asistida porcomputadora) clculos (pesos, momentos de inercia, resistencia,


158/176


computadora) clculos (pesos, momentos de inercia, resistencia,

centros de gravedad), comportamiento de la pieza frente acargas, vibracin, calor, etc.

CAM: Computer Aided Manufacturing (fabricacin asistida por

computadora) simulacin de mecanizado, se dan instrucciones yel equipo realiza el procesamiento (torno CN)

CIM: Computer Integred Manufacturing (fabricacin integradapor computadora) Paquete integrado de herramientas dibuja,simula, genera proceso de fabricacin (trayectoria de laherramienta)

CAD


159/176



160/176

CAM


161/176


CIM


162/176


CN - Control Numrico Definicin:

Automatizacin programable, en base ainstrucciones codificadas (programa), haciendo


163/176


que mquinas y mecanismos desarrolleoperaciones y movimientos establecidos

Usado para neconmico de

piezas

CN - Control Numrico Programa de instrucciones: cuenta con una serie de

sentencias que dirigen el equipo de procesado, seescribe en cdigos


164/176


El CN: es la unidad que interpreta el programa,convierte las ordenes en acciones y comprueba susresultados

Una Pc normal y el software sonnecesarios para la programacin.

CN - Control Numrico


165/176


CN - Control Numrico Tipo de control puede ser: hidrulico, elctrico o

neumtico

El sistema de referencia puede ser: fijo o flotante


166/176


Desventajas: personal especializado en

programacin y mantenimiento mas complejo queel tradicional

Ventajas: rapidez de los trabajos, reduccin decostos, facilidad de tornear formas difciles


Tipos de programacin: Manual: del plano calculo manualmente la trayectoriade la herramienta, codifico dicha trayectoria utilizando


167/176


lenguaje contenido en el manual Pseudo - asistida: utilizo CAD, con herramientas de

fabricacin

Asistido: CAM, a partir del CAD el programa genera elcamino o trayectoria de la herramienta sobre la pieza

Convencional: programador es conducido a travs de

preguntas con la finalidad de introducir laprogramacin (CIM)


Informacin necesaria: Geomtrica: para delimitar contornos (largos, radio,

dimetros), cotas absolutas e incrementales (manual) y


168/176


trayectorias Tcnicos: tipo de material a maquinar, tipo de

herramienta, caractersticas de la mquina

Equipo:caractersticas y limitaciones de la mquinadisponible

Secuenciamiento: definir secuenciamiento de lasoperaciones


Codificacin


169/176



170/176


Ciclos de mecanizado del CN

1 Posicionamiento de los ejes


171/176


2 Movimiento rpido al puntode inicio

3 Mecanizado del cuerpo 4 Final del recorrido

5 Regreso al punto de referencia

6 Regreso al punto inicial


El torno de CN


172/176


CN - Control Numrico Operaciones que puede realizar:

Tornear al aire (refrentear)

Tornear en forma longitudinal


173/176


Tornear contornos Roscar (exterior e interior)

Tronzar

Ranurar

Taladrar

CN - Control Numrico Accesorios para la automatizacin:

Plato neumtico

Contrapunto elctro-neumtico


174/176


Automatizacin de la puerta Parta herramientas automtico (herramientas

intercambiables)

CN - Control Numrico Datos tcnicos del torno de CN


175/176


CN - Control Numrico Precauciones:

Simular previamente le programa

Realizar pruebas en vaco antes del maquinado

C b l li i d l h i


176/176


Comprobar la no colisin de la herramienta Comprobar velocidades de avance y del plato

Comprobar sistemas de referencia utilizados

Comprobar el uso de coordenadas (polares, cartesianas)

Comprobar las unidades (inch, mm)

Comprobar la numeracin de la torreta

Documents

Mecanizado metales